電視圖像的傳送是基于光電轉(zhuǎn)換原理,而實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵器件是發(fā)送端的攝像管和接收端的顯像管。
1. 圖像的分解
電視系統(tǒng)處理和傳送的對象是光的景物,景物存在于三維空間,其光學(xué)特性(即景物的亮度和色度信息)不僅隨空間位置的不同而不同,而且還與時間有關(guān)系(靜止景物除外)。因此,景物信息是三維空間和時間的函數(shù),可用光學(xué)信息表達式為:。
但是目前的電視系統(tǒng)仍為平面彩色電視,只傳輸景物的二維光學(xué)信息,因此上式中的z可不考慮。另外,這里僅討論黑白平面活動圖像,只需傳輸各像素的亮度信息,其光學(xué)信息表達式簡化為:。
但是,亮度仍然是x、y、t的三維函數(shù),而經(jīng)傳輸通道傳送的電信號為電壓(或電流),只能是時間的一維函數(shù)為:。實現(xiàn)轉(zhuǎn)換的方法是:將景物信息分解成很多小點,這樣就能以每個小點為單位進行光電轉(zhuǎn)換和傳送。因此,對于每個小點來說,其光學(xué)特性以及經(jīng)光電轉(zhuǎn)換得到的電信號就只與時間有關(guān)了,也就是將景物信息轉(zhuǎn)化成時間的一維函數(shù)。
將景物圖像化整為零的方法稱為圖像的分解,分解之后的小點稱為像素。所謂像素,就是組成圖像的元素,即基本單位,具有單值的亮度信息和空間位置。一幅電視圖像由許許多多個像素組成,電視系統(tǒng)能夠分解的像素數(shù)越多,圖像就越清晰、細(xì)膩。在我國的黑白廣播電視標(biāo)準(zhǔn)中,一幅圖像包含大約40~50萬個像素。圖像的結(jié)構(gòu)—導(dǎo)學(xué) 。
圖像的分解是在攝像端的光電轉(zhuǎn)換和掃描過程中完成的。在接收端,通過顯示裝置的掃描和電光轉(zhuǎn)換作用,這些被分解的像素又會在屏幕上合成出原來的圖像,從而實現(xiàn)電視的全過程。
2.圖像的傳送
一幅圖像由許多像素組成,這些像素的亮度信息經(jīng)光電轉(zhuǎn)換之后變成相應(yīng)的電信號。電視系統(tǒng)的任務(wù)是將各像素的變換成, 實現(xiàn)轉(zhuǎn)換的方式,有同時傳輸制和順序傳輸制。
●像素信息同時傳輸制
將構(gòu)成一幅圖像的所有像素同時轉(zhuǎn)換成電信號,并同時傳送出去稱為同時傳輸制,同時傳輸制所示,每個像素均需占用一條傳輸通道,一幀畫面分解成幾十萬個像素就需要幾十萬條通道,這在技術(shù)和經(jīng)濟上都是不現(xiàn)實的。因此,實際中同時傳輸制未被采用。
●像素信息順序傳輸制
實際電視傳像是按一定順序?qū)⒁粋€個像素的光學(xué)信息輪流轉(zhuǎn)換成電信號,用一條傳輸通道依次傳送出去,把順序傳輸每個像素信息的方式稱為順序傳輸制。在接收端的屏幕上再按同樣的順序?qū)㈦娦盘栐谙鄳?yīng)的位置上轉(zhuǎn)換成光學(xué)信息。圖像的傳送—導(dǎo)學(xué) .
電視系統(tǒng)中通過電子束掃描將景物分解成許多像素,把每個像素的亮度信息按時間順序一一變換成相應(yīng)的電信號,這時傳輸通路只需一條。掃描過程即相當(dāng)于輪流開關(guān)接通每一對相應(yīng)的發(fā)光單元。在接收端的顯示屏上,盡管各個像素是輪流發(fā)光的,但輪換速度很快。由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光材料的余輝效應(yīng),使前一個發(fā)光像素的印象尚未消失,后一個像素又開始發(fā)光,結(jié)果給視覺造成的感覺是所有像素都同時發(fā)光,于是在發(fā)送端被分解成像素的景物圖像,在接收端又被重新復(fù)合成一幅完整的圖像,并不會造成順序出現(xiàn)的感覺。
在電視技術(shù)中,轉(zhuǎn)換開關(guān)的作用是用電子方法實現(xiàn)的,有很高的接通速度。除此之外,收、發(fā)兩端開關(guān)的接通要同步,否則無法保證圖像的正確重現(xiàn)。同步問題上是電視系統(tǒng)中一個非常重要的問題,在以后的內(nèi)容中還要進一步介紹。
用順序制傳送圖像的方法構(gòu)成的電視系統(tǒng)稱為順序制傳送系統(tǒng),現(xiàn)行電視系統(tǒng)均采用了這種方法。